Z czego zbudowane są planety

planety

Astronomowie z Uniwersytetu w Zurychu przeanalizowali skład i strukturę odległych egzoplanet, przy użyciu narzędzi statystycznych. Dzięki analizie stwierdzili, czy badane planety są podobne do Ziemi, składają się ze skał, czy też są wodnymi światami.

Z czego zbudowane są planety

.Naukowcy od lat poszukują w kosmosie planet podobnych do Ziemi. Wiedza o pozasłonecznych układach planetarnych wciąż rośnie, w miarę jak nowe technologie pozwalają badać Wszechświat coraz dalej i dokładniej. Do tej pory odkryto już około 4 tys. planet spoza Układu Słonecznego. Wielkość i wagę tych egzoplanet można wykorzystać do określenia ich średniej gęstości, jednak nie do podania ich dokładnego składu chemicznego i struktury. Przez co nie można dokładnie stwierdzić jak one tak naprawdę wyglądają.

Badacze z Uniwersytetu w Zurychu wykorzystali bazy danych i narzędzia statystyczne do scharakteryzowania egzoplanet i ich atmosfer. Egzoplanety są dość powszechnymi ciałami niebieskimi i otoczone są lotną warstwą wodoru i helu. Jednak wcześniej bezpośrednio zmierzone dane nie pozwalały badaczom na określenie dokładnej struktury, ponieważ planety zbudowane z innych składowych mogły mieć podobną masę i wielkość. Oprócz dokładności danych dotyczących masy i promienia, zespół badawczy zbadał również zakładaną strukturę wewnętrzną, temperaturę i promieniowanie odbite 83 planet, których masy i promienie są dobrze określone.

„Wykorzystaliśmy analizę statystyczną do ustalenia limitów możliwych składów. Korzystając z bazy danych wykrytych egzoplanet, odkryliśmy, że każda teoretyczna struktura planetarna ma promień progowy, promień planety, powyżej którego nie istnieją planety o tym składzie” – wyjaśnia Michael Lozovsky. Ilość pierwiastków w warstwie gazowej, które są cięższe od helu, procentowa zawartość wodoru i helu, a także rozkład pierwiastków w atmosferze są ważnymi czynnikami w określaniu promienia progowego.

Odkrycia astronomów

.Naukowcy odkryli, że planety o promieniu do 1,4 razy większym od Ziemi (6 371 kilometrów) mogą mieć skład podobny do Ziemi. Planety o promieniu powyżej tego progu mają większy udział krzemianów lub innych lekkich pierwiastków. Większość planet o promieniu powyżej 1,6 promienia Ziemi musi mieć warstwę gazu wodorowo-helowego lub wody, oprócz skalistego jądra. Planety z promieniem większym niż 2,6 promienia Ziemi nie mogą być światami wodnymi, a zatem mogą być otoczone atmosferą. Astronomowie zakładają, że planety o promieniu większym niż cztery promienie Ziemi, są planetami gazowymi i składają się w co najmniej 10 procentach z wodoru i helu, podobnie jak Uran i Neptun.

Wyniki badania zapewniają nowy wgląd w rozwój i różnorodność planet. Jeden szczególnie interesujący próg dotyczy różnicy między dużymi planetami skalistymi (super-Ziemiami) a małymi, gazowymi planetami (mini-Neptunami). Według naukowców próg ten leży w promieniu trzykrotnie większym od promienia Ziemi. Poniżej tego progu możliwe jest zatem znalezienie planet podobnych do Ziemi.

Kosmos jest dziś domeną intensywnej współpracy

Polska gospodarka kosmiczna w przeciągu ostatnich lat coraz bardziej się rozwija. Polska Agencja Kosmiczna jest liderem w tym rozwoju. Przyszłość pokaże, jakie osiągnięcia staną się jeszcze ich udziałem. O polskiej eksploracji kosmosu pisze na łamach „Wszystko co Najważniejsze” prof. Grzegorz WROCHNA, polski fizyk, profesor nauk fizycznych. W latach 2011−2015 dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych, w latach 2019–2021 podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Od 2021 prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.

Jak zaznacza ekspert, produkty i usługi wykorzystujące technologie kosmiczne to dzisiaj rynek szacowany na 350–450 mld euro. Nie ma więc cienia przesady w nazywaniu tego rynku nową gałęzią gospodarki – gospodarką kosmiczną. Co więcej, jest to chyba najbardziej dynamicznie rozwijająca się gałąź światowej gospodarki, odnotowująca rokrocznie dwucyfrowe wzrosty. Tylko w latach 2020–2022 przychody branży kosmicznej wzrosły o 20 proc., a zgodnie z przewidywaniami analityków do 2040 r. osiągną 1 bln dolarów. Obserwując tę dynamikę, można zadać pytanie, czy Polska jest krajem na tyle nowoczesnym i silnym gospodarczo, by zapewnić sobie dostęp do tych zdobyczy technologicznych i być istotnym graczem na międzynarodowych rynkach.

„Tradycje mamy znakomite i bynajmniej nie tylko w dziedzinie fantastyki naukowej – choć Lem i Żuławski zainspirowali niejednego przedsiębiorcę swoimi wizjami. Pierwszy polski instrument badawczy poleciał w kosmos już 50 lat temu, w 500-lecie urodzin Kopernika. W ramach programu „Interkosmos” budowaliśmy zaawansowaną w owych czasach aparaturę i wysłaliśmy pierwszego Polaka na orbitę. Mirosław Hermaszewski przez całe 45 lat po swoim locie wspierał inicjatywy kosmiczne i inspirował kolejne pokolenie, spotykając się z młodymi ludźmi” – pisze autor artykułu.

Jego zdaniem nowoczesna era polskiego kosmosu zaczęła się w 2012 roku wejściem naszego kraju do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Celem tej organizacji jest rozwijanie technologii w krajach członkowskich poprzez realizację wspólnych programów. ESA będzie realizować te programy, które zebrały odpowiednie finansowanie. Reguła zwrotu geograficznego zapewnia, że większość zadeklarowanej kwoty wraca do kraju w postaci zamówień na elementy niezbędne do realizacji danego programu. Mamy więc gwarancję, że wpłacone pieniądze nie tylko odzyskamy, ale dzięki nim zdobędziemy dostęp do najnowocześniejszych europejskich technologii i rozwiniemy swoje własne.

Dodaje też, że Polska uczestniczy obecnie w 11 z 24 misji ESA, których celem jest eksploracja Księżyca, Słońca i planet Układu Słonecznego wraz z ich księżycami, a także badanie odległego Wszechświata. W bazie danych ESA zarejestrowanych jest ponad 400 firm, z czego ponad 150 otrzymało już kontrakty. Te duże liczby cieszą, ale zarazem stanowią wyzwanie, bo nasz sektor kosmiczny składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw oraz instytucji naukowych. Niełatwo jest im stawić czoła wielkim czempionom obecnym na rynku kosmicznym już od kilku dekad. 

„POLSA, powołana w 2014 roku, jest stosunkowo młodą agencją, jeśli porównać ją z np. z NASA utworzoną w roku 1958. Nie jest jednak naszym celem „doganianie” znacznie bardziej doświadczonych agencji. Zamiast gonić i zawsze pozostawać w tyle, lepiej przeskoczyć do przyszłości, pomijając niektóre etapy, jak to się udało Polsce w bankowości czy technologiach informatycznych. Ten nowy etap, nazywany czasem „New Space” albo „Space 4.0”, charakteryzuje się wejściem na rynek firm prywatnych, szybszą budową tańszych satelitów, gwałtownym rozwojem rynku rozmaitych zastosowań” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA.

Dla młodych czy niezbyt dużych firm trudną do pokonania barierą jest przepaść między opracowaniem nowej technologii a wdrożeniem jej do konkretnych produktów czy usług rynkowych. Autor przypomina, że to właśnie tu z pomocą przychodzi ESA, tworząc most nad tą „doliną śmierci”. Jest to możliwe, gdyż ESA wykorzystuje pieniądze publiczne, kierowane przez państwa członkowskie do interesujących je obszarów, ale wydaje je na zasadzie komercyjnych zamówień, gdzie firma musi wygrać przetarg i dostarczyć działający produkt. Co więcej, nie jest pozostawiona sama sobie, tylko może liczyć na wsparcie ekspertów ESA i dojrzalszych partnerów. Nie dziwi więc, że na 17 mld euro, zebranych przez ESA na lata 2022–25, 9 mld pochodzi z Francji, która postrzega współpracę z ESA jako najlepszy model rozwijania swojej gospodarki wysokich technologii.

„Polska zwiększyła swój wkład o 295 mln euro oraz zadeklarowała dodatkowe środki na dostęp do badań na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. To gigantyczne laboratorium kosmiczne umożliwia prowadzenie badań i rozwijanie technologii w warunkach, jakich nie sposób osiągnąć na Ziemi: stan nieważkości, a w otwartej części wysoka próżnia, silne promieniowanie, ogromne różnice temperatur. Testowanie aparatury do satelitów użytkowych, badania podstawowych praw fizyki, eksperymenty z różnymi technologiami materiałowymi, elektronicznymi itp., badania biotechnologiczne, biologiczne i medyczne – to wszystko dziedziny z pierwszej linii frontu rozwoju nauki i technologii” – podsumowuje profesor.

Oprac. EG

Materiał chroniony prawem autorskim. Dalsze rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą wydawcy. 21 stycznia 2024